CN112902916A - 一种变电站智能监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种变电站智能监测系统，其包括混凝土安装座，混凝土安装座内安装有安装柜，安装柜的左右内壁上分别沿上下方向设有滑轨，滑轨上滑动连接有连接板，连接板的上端设有变电柜，变电柜的一侧设有与用于检测的红外发射器相对应的红外接收器，红外接收器信号连接有控制器，连接板的下端设有滑动连接在滑轨上的第一齿条，第一齿条由驱动机构驱动，驱动机构包括第一电机和设在第一电机的输出轴上并啮合有第二锥齿轮的第一锥齿轮，第二锥齿轮设有转动轴，转动轴上设有与第一齿条相啮合的第三齿轮。本发明中当变电柜与混凝土安装座沉降至使电缆处于紧绷的状态时，控制驱动机构启动带动变电柜升起复位，以免使得电缆长期处于紧绷状态而被拉断。

Description

一种变电站智能监测系统

技术领域

本发明涉及变电站设备技术领域，特别涉及一种变电站智能监测系统。

背景技术

变电站是电力能源传输与变换的重要枢纽，作为整个输变电系统的组成部分，承担着承上启下的重要作用。变电站包括有多个变电柜(箱)，变电柜里面装有供电设备；变电站在建站的过程中，是在土壤上修建与变电柜的数量相同的混凝土安装座，随后将变电柜一一对应安装在混凝土安装座上，并且各个变电柜里面的供电设备之间通过电缆连接；随着经济社会的发展。土地资源日益减少，变电站也不得不建在不宜建站的地区，在不宜建站的地区的土壤地基相对较软，受到混凝土地基和变电柜自身的重量的作用下，会逐渐出现沉降，经过日积月累，沉降的过程中会使得相邻的变电柜之间的电缆逐渐被拉紧，若是不及时的发现并进行复位，会使得电缆长期处于紧绷状态而导致拉断，引起设备误动，对电网安全稳定运行造成了严重威胁；现有的变电站中只能对变电柜是否沉降进行检测，但是无法对沉降后的变电柜进行复位，导致电缆长期处于紧绷状态而存在被拉断的隐藏风险。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的上述技术问题之一，为此，本发明提出一种变电站智能监测系统，通过在变电柜上设有与红外发射器对齐的红外接收器，当红外接收器检测不到红外发射器发出的信号时，即变电柜与混凝土安装座沉降至使电缆处于紧绷的状态，此时传递信号启动驱动机构带动变电柜升起复位，以免使得电缆长期处于紧绷状态而被拉断。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种变电站智能监测系统，包括带有安装腔的混凝土安装座，所述安装腔内安装有安装柜，所述安装柜内设置有腔体，所述腔体的左右内壁上分别沿上下方向布置有滑轨，两个所述滑轨上滑动连接有连接板，所述连接板设置在所述腔体的开口处，所述连接板的上端设置有变电柜，所述变电柜的一侧设置有与用于检测的红外发射器相对应的红外接收器，所述红外接收器信号连接有控制器，所述连接板的下端的左侧设置有第一齿条，所述第一齿条的左侧通过第一滑块滑动在所述滑轨上，所述第一齿条连接有信号连接所述控制器的驱动机构，所述驱动机构包括有第一电机以及设置在所述第一电机的输出轴的第一锥齿轮，所述第一锥齿轮啮合有第二锥齿轮，所述第二锥齿轮的齿轮孔穿过有转动轴，所述转动轴的两端分别转动连接在所述安装柜的前后内壁上，所述转动轴上还设置有与所述第一齿条相啮合的第三齿轮；所述安装柜的后侧壁上设置有安装筒，所述安装筒的内壁上设置有第一导电刷，第一导电刷电连接有计数器，所述计数器信号连接所述控制器，所述转动轴的一端穿过所述安装筒，所述转动轴对应所述第一导电刷的部分的外周面上沿周向均布有多个第二导电刷，所述第二导电刷电连接所述计数器。

进一步的，所述连接板的下端的右侧设置有与所述第一齿条结构相同的第二齿条，所述第二齿条的右侧通过第二滑块滑动连接在右侧的所述滑轨上，所述第二齿条啮合有与所述第三齿轮的齿数相同的第四齿轮，所述第四齿轮与所述第三齿轮相啮合。

进一步的，所述第三齿轮同轴设置有第一棘轮，所述第四齿轮同轴连接有第二棘轮；所述腔体内沿前后方向布置有安装板，所述安装板的下端的左侧铰接有第一棘爪，所述第一棘爪的另一端卡接在所述第一棘轮的内齿内，所述第一棘爪与所述安装板之间设置有第一弹簧；所述安装板的下端的右侧铰接有第二棘爪，所述第二棘爪的另一端卡接在所述第二棘轮的内齿内，所述第二棘爪与所述安装板之间设置有第二弹簧。

进一步的，所述变电柜的前端面分别设置有用于供用于检测SF6气体的分解物的第一传感器和用于用于检测SF6气体的浓度的第一检测器穿过的第一通孔和第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔均通过开合组件控制打开或关闭，所述变电柜的前内壁设置有空腔，所述开合组件设置在所述空腔内。

进一步的，所述变电柜的前端面贯穿有第一内环和第二内环，所述第一内环和所述第二内环的内孔分别为所述第一通孔和所述第二通孔，所述第一内环和所述第二内环的侧壁均沿周向等间隔设置有六个通槽；所述开合组件包括转动连接在所述第一内环或所述第二内环外周面上的转动盘，所述转动盘的外周面设置有轮齿，所述空腔内设置有驱动所述转动盘转动的动力机构，所述转动盘的内测对应每个所述通槽均设置有安装槽，每个所述通槽内均铰接有一个转板，六个所述转板相互抵接以封堵所述第一通孔或所述第二通孔；每个所述转板与所述安装槽之间均连接有转杆，所述转杆的一端铰接在所述安装槽内，另一端铰接在所述转板上。

进一步的，所述第一内环和所述第二内环的前端面均设置有位移传感器接收端，所述位移传感器接收端对应设置有位移传感器发射端，所述位移传感器发射端用于安装在检测机器人上；所述位移传感器接收端信号连接有所述控制器，所述控制器控制所述动力机构。

进一步的，所述动力机构设置有驱动电机，所述驱动电机的输出轴上设置有与所述轮齿相啮合的第五齿轮。

进一步的，所述第一内环或所述第二内环与所述转板上均设置有供销轴穿过的铰接孔。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过在腔体内设置有信号连接控制器的驱动机构，当混凝土安装座和变电柜随着时间的推移因自重或自然环境的影响沉降至红外接收器无法接收到红外线发射器的位置时，即混凝土安装座和变电柜下降至使电缆处于紧绷的状态的位置，红外接收器传递信号给控制器，控制器控制第一电机启动，通过第一锥齿轮和第二锥齿轮的传动使得转动轴转动，进而使得第三齿轮带动第一齿条向上运动，从而使得连接板和变电柜一起向上升起至红外接收器对准红外线发射器的位置，此时电缆处于非紧绷的状态，可以避免由于电缆长期处于紧绷状态而被拉断，便于对沉降情况严重的变电柜进行相应的升起复位，确保变电柜的运行安全；同时通过在安装筒的内壁设有第一导电刷，在转动轴的外周面上沿周向均布有第二导电刷，因此在转动轴转动的过程中，不同位置的第二导电刷交替与第一导电刷连通，两者每连通一次，计数器就计数一次，计数器将所记的次数传递给控制器，控制器根据每次升起调节产生的第二导电刷和第一导电刷交替连通的次数与相邻两个第二导电刷的距离相乘即可得到每次调节变电柜升起的高度(即得到变电柜每次的沉降深度)，并将每次的升高数据保存并进行累加，当累加值达到设定值时，即表明混凝土安装座的沉降深度达到存在坍塌的风险，此时，控制器传递信号给后台提醒相关人员进行重新修建。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明一种变电站智能监测系统的一种实施例的结构示意图；

图2为图1中A处的放大示意图；

图3为图1中B处的放大示意图；

图4为图1中第一锥齿轮和第二锥齿轮装配的左视结构示意图；

图5为本发明实施例中转动轴与安装筒的装配结构示意图；

图6为本发明实施例中与第一内环装配的开合组件处于关闭状态的结构示意图；

图7为本发明实施例中与第一内环装配的开合组件处于开启状态的结构示意图。

附图标记：

100混凝土安装座；

200安装柜、210腔体、220滑轨；

300变电柜、310连接板、320红外接收器、330第一内环、331第一通孔、340第二内环、341第二通孔；

410第一齿条、411第一滑块、420第一电机、430第一锥齿轮、440第二锥齿轮、450转轴、460第三齿轮、470第二齿条、471第二滑块、480第四齿轮；

510安装筒、520第一导电刷、530第二导电刷；

610第一棘轮、620第二棘轮、630安装板、640第一棘爪、650第一弹簧、660第二棘爪、670第二弹簧；

710转动盘、711轮齿、712安装槽、720转板、721铰接孔、730转杆、740位移传感器接收端。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，如果有描述到“第一”、“第二”等只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参见图1至图5所示，根据本发明实施例提供的一种变电站智能监测系统，包括带有安装腔的混凝土安装座100，安装腔内安装有安装柜200，安装柜200内设置有腔体210，腔体210的左右内壁上分别沿上下方向布置有滑轨220，两个滑轨220上滑动连接有连接板310，连接板310设置在腔体210的开口处，连接板310的上端设置有变电柜300，变电柜300的一侧设置有与用于检测的红外发射器相对应的红外接收器320，红外接收器320信号连接有控制器，连接板310的下端的左侧设置有第一齿条410，第一齿条410的左侧通过第一滑块411滑动在滑轨220上，第一齿条410连接有信号连接控制器的驱动机构，驱动机构包括有第一电机420以及设置在第一电机420的输出轴的第一锥齿轮430，第一锥齿轮430啮合有第二锥齿轮440，第二锥齿轮440的齿轮孔穿过有转动轴450，转动轴450的两端分别转动连接在安装柜200的前后内壁上，转动轴450上还设置有与第一齿条410相啮合的第三齿轮460；安装柜200的后侧壁上设置有安装筒510，安装筒510的内壁上设置有第一导电刷520，第一导电刷520电连接有计数器，计数器信号连接控制器，转动轴450的一端穿过安装筒510，转动轴450对应第一导电刷520的部分的外周面上沿周向均布有多个第二导电刷530，第二导电刷530电连接计数器。与现有技术相比，本发明实施例通过在腔体210内设置有信号连接控制器的驱动机构，当混凝土安装座100和变电柜300随着时间的推移因自重或自然环境的影响沉降至红外接收器320无法接收到红外线发射器的位置时，即混凝土安装座100和变电柜300下降至使电缆处于紧绷的状态的位置，红外接收器320传递信号给控制器，控制器控制第一电机420启动，通过第一锥齿轮430和第二锥齿轮440的传动关系使得转动轴450转动，进而使得第三齿轮460带动第一齿条410向上运动，从而使得连接板310和变电柜300一起向上升起至红外接收器320对准红外线发射器的位置，此时电缆处于非紧绷的状态，可以避免由于电缆长期处于紧绷状态而被拉断，便于对沉降情况严重的变电柜300进行相应的升起复位，确保变电柜300的运行安全；同时通过在安装筒510的内壁设有第一导电刷520，在转动轴450的外周面上沿周向均布有第二导电刷530，因此在转动轴450转动的过程中，不同位置的第二导电刷530交替与第一导电刷520连通，两者每连通一次，计数器就计数一次，计数器将所记的次数传递给控制器，控制器根据每次升起调节产生的第二导电刷530和第一导电刷520交替连通的次数与相邻两个第二导电刷530的距离相乘即可得到每次调节变电柜300升起的高度(即得到变电柜300每次的沉降深度)，并将每次的升高数据保存并进行累加，当累加值达到设定值时，即表明混凝土安装座100的沉降深度达到存在坍塌的风险，此时，控制器传递信号给后台提醒相关人员进行重新修建。可以理解的是，控制器采用ARM微控制器。

如图1所示，优选的，连接板310的下端的右侧设置有与第一齿条410结构相同的第二齿条470，第二齿条470的右侧通过第二滑块471滑动连接在右侧的滑轨220上，第二齿条470啮合有与第三齿轮460的齿数相同的第四齿轮480，第四齿轮480与第三齿轮460相啮合。通过在连接板310的下端的左右两侧分别设置有第一齿条410和第二齿条470，由于第三齿轮460和第四齿轮480的齿数相同，因此在控制器控制第一电机420启动时，第三齿轮460和第四齿轮480同步反向转动，从而使得第一齿条410和第二齿条470的上升速度基本一致，进而使得连接板310和变电柜300平稳的升起复位。

如图1和图2所示，优选的，第三齿轮460同轴设置有第一棘轮610，第四齿轮480同轴连接有第二棘轮620；腔体210内沿前后方向布置有安装板630，安装板630的下端的左侧铰接有第一棘爪640，第一棘爪640的另一端卡接在第一棘轮610的内齿内，第一棘爪640与安装板630之间设置有第一弹簧650；安装板630的下端的右侧铰接有第二棘爪660，第二棘爪660的另一端卡接在第二棘轮620的内齿内，第二棘爪660与安装板630之间设置有第二弹簧670。第一棘爪640和第二棘爪660能够起到一个方向锁紧的作用，避免第一棘轮610和第二棘轮620在连接板310和变电柜300自身的重量的作用下反向转动，出现连接板310和变电柜300在腔体210内沉降的问题。

如图1和图3所示，优选的，变电柜300的前端面分别设置有用于供用于检测SF6气体的分解物的第一传感器和用于用于检测SF6气体的浓度的第一检测器穿过的第一通孔331和第二通孔341，第一通孔331和第二通孔341均通过开合组件控制打开或关闭，变电柜300的前内壁设置有空腔，开合组件设置在空腔内。为了避免变电柜300内的高压设备产生的高压穿透到柜体外，因此在变电柜300内填充SF₆气体，但是高压设备长时间使用后会产生热量使得柜体内温度上升，SF₆气体在高温条件下会分解成SF4、SO₂、SO₂F₂等其它分解物，SF₆气体的减少对高压的绝缘和灭弧效果下降，从而可能出现变电柜300对巡检人员产生电击的安全事故，因此需要采用检测机器人使用第一检测器和第二检测器分别穿过第一通孔331和第二通孔341伸入到变电柜300内进行检测，当第一检测器和第二检测器分别检测到SF₆气体的分解物和SF₆气体的浓度低于设定值，触发报警器进行预警，避免巡检人员靠近发生安全事故；同时通过设置开合组件，可以控制第一通孔331和第二通孔341的通断，当检测机器人要将第一检测器和第二检测器伸入变电柜300内时，控制开合组件打开，使得第一通孔331和第二通孔341处于贯通的状态，其余状态下，开合组件处于关闭状态，即第一通孔331和第二通孔341关闭。

如图6和图7所示，进一步优选的，变电柜300的前端面贯穿有第一内环330和第二内环340，第一内环330和第二内环340的内孔分别为第一通孔331和第二通孔341，第一内环330和第二内环340的侧壁均沿周向等间隔设置有六个通槽；开合组件包括转动连接在第一内环330或第二内环340外周面上的转动盘710，转动盘710的外周面设置有轮齿711，空腔内设置有驱动转动盘710转动的动力机构，转动盘710的内测对应每个通槽均设置有安装槽712，每个通槽内均铰接有一个转板720，六个转板720相互抵接以封堵第一通孔331或第二通孔341；每个转板720与安装槽712之间均连接有转杆730，转杆730的一端铰接在安装槽712内，另一端铰接在转板720上。由于第一内环330的侧壁上沿周向均布有六个通槽，第一内环330的外周面转动连接有转动盘710，在需要将第一通孔331打开时，动力机构通过轮齿711带动转动盘710正转，带动转杆730逐渐收纳到安装槽712内，同时带动转板720绕着对应的铰接点逐渐散开，使得第一通孔331打开，以便第一检测器穿过进行检测；当检测完成后，动力机构带动转动盘710反转，带动转杆730逐渐释放出安装槽712内，同时带动转板720绕着对应的铰接点逐渐靠拢将第一通孔331封堵。可以理解的是，第二通孔341的打开和封堵过程也如上述过程一样。

如图3所示，优选的，第一内环330和第二内环340的前端面均设置有位移传感器接收端740，位移传感器接收端740对应设置有位移传感器发射端，位移传感器发射端用于安装在检测机器人上；位移传感器接收端740信号连接有控制器，控制器控制动力机构。通过将位移传感器发射端安装在检测机器人上，因此在非检测机器人进行检测的情况下，其它物品靠近位移传感器接收端740也不会触发位移传感器接收端740向控制器传递信号；只要在检测机器人进行检测时，检测机器人带动第一检测器、第二检测器和位移传感器发射端向变电柜300靠近的过程中，当位移传感器发射端和位移传感器接收端740之间的距离达到设定值时，位移传感器接收端740才传递信号给控制器，使得控制器控制动力机构将开合组件打开，以便检测机器人将第一检测器和第二检测器分别穿过第一通孔331和第二通孔341延伸到变电柜300内进行检测。

优选的，动力机构设置有驱动电机，驱动电机的输出轴上设置有与轮齿711相啮合的第五齿轮。通过第五齿轮和轮齿711的啮合关系，从而可以在驱动电机正转或反转时，将开合组件打开或关闭。

优选的，第一内环330或第二内环340与转板720上均设置有供销轴穿过的铰接孔721。可用插销穿过铰接孔721以使第一内环330或第二内环340与转板720铰接。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种变电站智能监测系统，其特征在于，包括带有安装腔的混凝土安装座，所述安装腔内安装有安装柜，所述安装柜内设置有腔体，所述腔体的左右内壁上分别沿上下方向布置有滑轨，两个所述滑轨上滑动连接有连接板，所述连接板设置在所述腔体的开口处，所述连接板的上端设置有变电柜，所述变电柜的一侧设置有与用于检测的红外发射器相对应的红外接收器，所述红外接收器信号连接有控制器，所述连接板的下端的左侧设置有第一齿条，所述第一齿条的左侧通过第一滑块滑动在所述滑轨上，所述第一齿条连接有信号连接所述控制器的驱动机构，所述驱动机构包括有第一电机以及设置在所述第一电机的输出轴的第一锥齿轮，所述第一锥齿轮啮合有第二锥齿轮，所述第二锥齿轮的齿轮孔穿过有转动轴，所述转动轴的两端分别转动连接在所述安装柜的前后内壁上，所述转动轴上还设置有与所述第一齿条相啮合的第三齿轮；所述安装柜的后侧壁上设置有安装筒，所述安装筒的内壁上设置有第一导电刷，第一导电刷电连接有计数器，所述计数器信号连接所述控制器，所述转动轴的一端穿过所述安装筒，所述转动轴对应所述第一导电刷的部分的外周面上沿周向均布有多个第二导电刷，所述第二导电刷电连接所述计数器。

2.根据权利要求1所述的一种变电站智能监测系统，其特征在于，所述连接板的下端的右侧设置有与所述第一齿条结构相同的第二齿条，所述第二齿条的右侧通过第二滑块滑动连接在右侧的所述滑轨上，所述第二齿条啮合有与所述第三齿轮的齿数相同的第四齿轮，所述第四齿轮与所述第三齿轮相啮合。

3.根据权利要求2所述的一种变电站智能监测系统，其特征在于，所述第三齿轮同轴设置有第一棘轮，所述第四齿轮同轴连接有第二棘轮；所述腔体内沿前后方向布置有安装板，所述安装板的下端的左侧铰接有第一棘爪，所述第一棘爪的另一端卡接在所述第一棘轮的内齿内，所述第一棘爪与所述安装板之间设置有第一弹簧；所述安装板的下端的右侧铰接有第二棘爪，所述第二棘爪的另一端卡接在所述第二棘轮的内齿内，所述第二棘爪与所述安装板之间设置有第二弹簧。

4.根据权利要求1所述的一种变电站智能监测系统，其特征在于，所述变电柜的前端面分别设置有用于供用于检测SF6气体的分解物的第一传感器和用于用于检测SF6气体的浓度的第一检测器穿过的第一通孔和第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔均通过开合组件控制打开或关闭，所述变电柜的前内壁设置有空腔，所述开合组件设置在所述空腔内。

5.根据权利要求4所述的一种变电站智能监测系统，其特征在于，所述变电柜的前端面贯穿有第一内环和第二内环，所述第一内环和所述第二内环的内孔分别为所述第一通孔和所述第二通孔，所述第一内环和所述第二内环的侧壁均沿周向等间隔设置有六个通槽；所述开合组件包括转动连接在所述第一内环或所述第二内环外周面上的转动盘，所述转动盘的外周面设置有轮齿，所述空腔内设置有驱动所述转动盘转动的动力机构，所述转动盘的内测对应每个所述通槽均设置有安装槽，每个所述通槽内均铰接有一个转板，六个所述转板相互抵接以封堵所述第一通孔或所述第二通孔；每个所述转板与所述安装槽之间均连接有转杆，所述转杆的一端铰接在所述安装槽内，另一端铰接在所述转板上。

6.根据权利要求5所述的一种变电站智能监测系统，其特性在于，所述第一内环和所述第二内环的前端面均设置有位移传感器接收端，所述位移传感器接收端对应设置有位移传感器发射端，所述位移传感器发射端用于安装在检测机器人上；所述位移传感器接收端信号连接有所述控制器，所述控制器控制所述动力机构。

7.根据权利要求5所述的一种变电站智能监测系统，其特征在于，所述动力机构设置有驱动电机，所述驱动电机的输出轴上设置有与所述轮齿相啮合的第五齿轮。

8.根据权利要求5所述的一种变电站智能监测系统，其特征在于，所述第一内环或所述第二内环与所述转板上均设置有供销轴穿过的铰接孔。

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